CN112429771A - 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 - Google Patents
纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112429771A CN112429771A CN202011320008.8A CN202011320008A CN112429771A CN 112429771 A CN112429771 A CN 112429771A CN 202011320008 A CN202011320008 A CN 202011320008A CN 112429771 A CN112429771 A CN 112429771A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acid
- nano zirconia
- salt
- zirconia powder
- nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/02—Oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/006—Anti-reflective coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/30—Three-dimensional structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
- C01P2004/52—Particles with a specific particle size distribution highly monodisperse size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明提出一种纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜,属于精细化工领域,可解决现有的纳米氧化锆颗粒及其制备方法无法满足透明有机无机复合物高性能需求的技术问题。本发明提供了一种纳米氧化锆粉体,所述纳米氧化锆粉体的粒径为3‑10nm,比表面积为200‑240m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的60‑95%。本发明所得纳米氧化锆粉体具有粒径小、比表面积大、粒子单分散效果好、主晶相为四方相等特点,于水中分散后所得的水分散液在后续例如制备增亮膜或防反射膜中能够大幅提升高折射涂层的折射率,提升膜的性能。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域,尤其涉及一种纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜。
背景技术
近年来,通过氧化锆颗粒分散体与透明树脂或薄膜结合,利用其高折射率,在光学领域中得到很好的应用。例如利用高折射的氧化锆分散液制备增亮膜和防反射膜等光学膜,可用在LCD显示器上,增加屏幕的亮度和清晰度;也可以用来提高LED密封树脂折射率,能够更有效地获取发光体放出的光,进而提高LED的亮度。总之,其高折射的特性可用在高折射涂层中、在不同领域得到应用。
氧化锆分散液折射率的高低与体系中纳米氧化锆的粒径、晶型结构、粒子分散状态和分散液制备工艺息息相关。CN201810704465.3公开了一种高分散纳米氧化锆颗粒及其透明分散体的制备方法,其采用在超重力环境下热解无机锆盐的方法直接制备纳米氧化锆颗粒,且随着超重力水平的提高团聚性大大减小,之后经过洗涤、改性后直接为透明的氧化锆液相分散体。该方法制备的氧化锆虽然粒径小,分散性较好,但其粉体晶型结构为单斜相,粉体折射率远远低于四方相粉体的折射率,且对应的液相分散体的折射率在相同条件下折射率也较低。因此,如何制备得到性能优异的纳米氧化锆颗粒以及体系稳定、分散均匀、折射率高的氧化锆分散液对于更好地满足透明有机无机复合物的性能需求而言显得尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜,所得纳米氧化锆粉体具有粒径小、比表面积大、粒子单分散效果好、主晶相为四方相等特点,于水中分散后可使水分散液具有分散均匀、折射率高等特点。
为了达到上述目的,本发明提供了一种纳米氧化锆粉体,所述纳米氧化锆粉体的粒径为3-10nm,比表面积为200-240m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的60-95%。
本发明还提供了一种根据上述技术方案所述的纳米氧化锆粉体的制备方法,包括以下步骤:
将锆盐和稳定性元素盐共同溶解在水中,得到溶液A;
将碱溶解在水中,得到溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合,生成有沉淀物,其中,沉淀物的质量占总混合液质量的1-40%;将沉淀物经过多次洗涤过滤后,得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和有机酸或其盐制浆,所得浆料中的总固含量为6-20wt%;
将上述所得浆料投入到反应釜中,填充量为60-90%,于180℃-220℃下水热反应1-12h,反应后得到反应液;
将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
作为优选,所加入的锆盐为水溶性锆盐,选自碱式碳酸盐、碳酸盐、硝酸盐、乙酸盐、氯化物、氧氯化物中国的至少一种;所加入的稳定性元素盐为稳定性元素的氯化物或硝酸盐,其中所述稳定性元素选自铝、镁、钛和稀土类元素中的至少一种;所述碱选下氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种。
作为优选,所加入的锆盐浓度≤2mol/L,所加入的稳定性元素与锆元素的摩尔浓度比为2/98~30/70,所加入的碱的浓度为≤8mol/L。
作为优选,所述有机酸选自一元羧酸、多元羧酸和羟基羧酸中的至少一种,其中,所述一元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸中的至少一种,多元羧酸选自草酸、丙二酸、琥珀酸、邻苯二甲酸中的至少一种,羟基羧酸选自乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种;所述有机酸的盐为其碱金属盐,选自钾盐或钠盐。
作为优选,所加入的有机酸或其盐的量为锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的10-100%。
作为优选,当所加入的有机酸沸点<150℃时,如将反应液直接进行干燥得到纳米氧化锆粉体;当所加入的有机酸沸点>150℃时,将反应液多次浓缩洗涤后再干燥,得到纳米氧化锆粉体。
作为优选,所述干燥方式选自真空低温干燥、烘干和喷雾中的任意一种,所述浓缩洗涤方式选自超滤、旋蒸和陶瓷膜浓缩洗涤中的任意一种。
本发明还提供了一种包含上述技术方案所述纳米氧化锆粉体的分散液,所述分散液的折射率为1.343-1.472,其在pH≤7条件下具有正值Zeta电位值,所述分散液中纳米氧化锆的含量为5-60wt%。
作为优选,所述分散液在pH≤7条件下,所述分散液在pH≤7条件下,Zeta电位值的范围为0~60mv。
作为优选,所述分散液通过将上述技术方案所述的制备方法在制备过程中得到的反应液浓缩洗涤除去有机酸或其盐得到,或通过将上述技术方案制备得到的纳米氧化锆粉体分散于水中得到。
本发明还提供了一种光学膜,采用上述技术方案中任一项所述的包含纳米氧化锆粉体的分散液制备得到。
本发明还提供了一种根据上述技术方案所述的纳米氧化锆粉体或者根据上述任一项技术方案所述的包含纳米氧化锆粉体的分散液在制备光学膜中的应用。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
1、本发明提供的纳米氧化锆粉体具有粒径小、比表面积大、粒子单分散效果好、主晶相为四方相等特点;
2、利用上述得到的纳米氧化锆粉体制备的分散液具有体系稳定、分散均匀、折射率高等,其折射率不仅可达到1.343-1.472,而且在pH≤7条件下具有较大的正Zeta电位值;
3、利用具有上述特性的分散液在后续例如制备增亮膜或防反射膜中能够大幅提升高折射涂层的折射率,提升膜的性能。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的纳米氧化锆粉体的透射电镜图;
图2为本发明实施例1提供的纳米氧化锆粉体的XRD;
图3为本发明实施例1提供的纳米氧化锆粉体的粒径分布图;
图4为本发明对比例1提供的纳米氧化锆粉体的透射电镜图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种纳米氧化锆粉体,所述纳米氧化锆粉体的粒径为3-10nm,比表面积为200-240m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的60-95%。
上述实施例中对纳米氧化锆粉体的粒径、比表面积以及四方相晶粒结构占比进行了限定,三者的协同作用可使所得纳米氧化锆粉体在分散后具有分散均匀、折射率高等特点,具体为粒径小、比表面大时,其粒子分散性好,所制备得到的水分散液就会分散均匀,折射率就会越高;并且在当氧化锆晶相为四方相且四方相占比越高时,其对应的折射率就会越高(四方相的氧化锆折射率为2.40,比单斜相的氧化锆折射率2.02明显要高)。可以理解的是,纳米氧化锆粉体的粒径还可以为4、5、6、7、8、9nm或上述范围内的任一点值,比表面积还可以为205、210、215、220、225、230、235m2/g或上述范围内的任一点值,四方相晶粒结构占粉体的比例还可以为65、70、75、80、85、90%或上述范围内的任一点值。
本发明实施例还提供了一种根据上述实施例所述的纳米氧化锆粉体的制备方法,包括以下步骤:
将锆盐和稳定性元素盐共同溶解在水中,得到溶液A;
将碱溶解在水中,得到溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合,生成有沉淀物,其中,沉淀物的质量占总混合液质量的1-40%;将沉淀物经过多次洗涤过滤后,得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和有机酸或其盐制浆,所得浆料中的总固含量为6-20wt%;
将上述所得浆料投入到反应釜中,填充量为60-90%,于180℃-220℃下水热反应1-12h,反应后得到反应液;
将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
上述实施例限定的纳米氧化锆粉体的制备方法中,其关键点之一在于有机酸或其盐的加入顺序,即有机酸或其盐需要在制浆之前引入而非制浆之后再引入,这是因为制浆之前由于电荷的作用,会使得前驱体在制浆过程中粘度大幅度降低,这样不但可提高制浆分散效果,同时还可提高前驱体入釜的浓度,避免了制浆分散效果差、造成制备的粉体粒径偏高且团聚、不易分散等缺陷。关键点之二在于水热反应温度,现有技术中已有报道水热反应可在170℃以上进行,该实施例将其温度限定在180-220℃范围内,例如可以为190、195、200、205、210、215℃或上述范围内的任一点值,虽与现有范围存在交集,但是该温度有其特定技术效果。本发明中水热反应的温度直接影响了所得粉体的晶粒结构,即如果<180℃,例如170℃,所得粉体的晶型则为单斜相晶粒结构,而非所预期的四方相晶粒结构;而如果>220℃,则对生产设备要求严苛,并不利于放大生产。
在一优选实施例中,所加入的锆盐为水溶性锆盐,选自碱式碳酸盐、碳酸盐、硝酸盐、乙酸盐、氯化物、氧氯化物中国的至少一种;所加入的稳定性元素盐为稳定性元素的氯化物或硝酸盐,其中所述稳定性元素选自铝、镁、钛和稀土类元素中的至少一种;所述碱选下氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种。
在一优选实施例中,所加入的锆盐浓度≤2mol/L,所加入的稳定性元素与锆元素的摩尔浓度比为2/98~30/70,所加入的碱的浓度为≤8mol/L。可以理解的是,上述所加入的稳定性元素的量需进行严格控制,不宜过多或过少,这是因为过少易使制备得到的粉体的四方相占比较小甚至为单斜相,过多则易使制备得到的粉体中稳定性元素含量高而影响粉体本身折射率。
在一优选实施例中,所述有机酸选自一元羧酸、多元羧酸和羟基羧酸中的至少一种,其中,所述一元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸中的至少一种,多元羧酸选自草酸、丙二酸、琥珀酸、邻苯二甲酸中的至少一种,羟基羧酸选自乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种;所述有机酸的盐为其碱金属盐,选自钾盐或钠盐。
在一优选实施例中,所加入的有机酸或其盐的量为锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的10-100%。可以理解的是,本实施例中对有机酸及其盐的含量做了明确限定,并将其限定为锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的10-100%。原因在于,现有技术(例如CN200980152342.2)中在制备氧化锆分散液时,所加入的有机酸的量通常为锆摩尔浓度1倍以上,但当有机酸尤其是分子量较大时其添加量太大,一方面造成反应浆液的酸性强对反应设备腐蚀性大,另一方面后期水分散液的制备需要用大量的水多次浓缩洗涤,水浪费严重,更重要的是酸量越大后期制备的溶剂型分散液残留的酸量概率越大,并不利于工业化生产。因此,本实施例通过整体方案的优化,将其量限定在10-100%范围内。优选的,可为锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或上述范围内的任一点值。
在一优选实施例中,当所加入的有机酸沸点<150℃时,如将反应液直接进行干燥得到纳米氧化锆粉体;当所加入的有机酸沸点>150℃时,将反应液多次浓缩洗涤后再干燥,得到纳米氧化锆粉体。可以理解的是,沸点<150℃的有机酸例如可选自甲酸、乙酸、丙酸等,沸点>150℃的有机酸例如可选自油酸、柠檬酸、异戊酸等,这里仅是列举并不做具体限定。
在一优选实施例中,所述干燥方式选自真空低温干燥、烘干和喷雾中的任意一种,所述浓缩洗涤方式选自超滤、旋蒸和陶瓷膜浓缩洗涤中的任意一种。可以理解的是,上述干燥方式和浓缩洗涤方式均为本领域技术人员已熟知的操作方式,具体方式下的具体要求可根据实际情况进行选择或调整。
本发明实施例还提供了一种包含上述实施例所述纳米氧化锆粉体的分散液,所述分散液的折射率为1.343-1.472,其在pH≤7条件下具有正值Zeta电位值0~60mv,所述分散液中纳米氧化锆的含量为5-60wt%。
在一优选实施例中,所述分散液在pH≤7条件下,Zeta电位值的范围为0~60mv。可以理解的是,本实施例中Zeta电位值的测试方法为:首先将得到的纳米氧化锆粉体加入到去离子水中,通过混匀配制成15wt%的水溶液,然后分别通过氢氧化钾调节pH值检测得到。其中,Zeta电位值于pH2-7范围下进行测量。可以理解的是,所述分散液中纳米氧化锆的含量还可以为10、15、20、25、30、35、40、45、50、55wt%或上述范围内的任一点值。
在一优选实施例中,所述分散液为通过将上述实施例所述的制备方法在制备过程中得到的反应液浓缩洗涤除去有机酸或其盐得到,或通过将上述实施例制备得到的纳米氧化锆粉体分散于水中得到。
本发明实施例还提供了一种光学膜,采用上述任一实施例所述的包含纳米氧化锆粉体的分散液制备得到。可以理解的是,本实施例中提供的光学膜主要可为增亮膜、防反射膜以及其他具有高折射涂层的光学膜。
实施例1
称取1.47kg八水氧氯化锆和138g六水氯化钇溶于8kg水中,得到其混合溶液A;
将421g氢氧化钠溶于6kg水得到氢氧化钠溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合后生成沉淀,将沉淀物经多次洗涤抽滤后得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和270g(锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的90%)乙酸,控制总体积在8L,搅拌制浆;
将上述所得浆料投入到10L反应釜中,于200℃下水热反应3h;
反应结束反应后将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
所得到的纳米氧化锆粉体的粒径为3-10nm,比表面积为220m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的90%以上,如图1-3所示。
实施例2
称取1.47kg氧氯化锆和69g氯化钇溶于8kg水中,得到其混合溶液A;
将550g氢氧化钠溶于6kg水得到氢氧化钾溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合后生成沉淀,将沉淀物经多次洗涤抽滤后得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和160g(锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的56%)乙酸,控制总体积在8L,搅拌制浆;
将上述所得浆料投入到10L反应釜中,于180℃下水热反应4h;
反应结束反应后将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
所得到的纳米氧化锆粉体的粒径为3-10nm,比表面积为200m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的约75%。
实施例3
称取1.47kg氧氯化锆和160g氯化钇溶于8kg水中,得到其混合溶液A;
将460g氢氧化钠溶于6kg水得到氢氧化钠溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合后生成沉淀,将沉淀物经多次洗涤抽滤后得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和337g(锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的90%)丙酸,控制总体积在8L,搅拌制浆;
将上述所得浆料投入到10L反应釜中,于220℃下水热反应3h;
反应结束反应后将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
所得到的纳米氧化锆粉体的粒径为3-10nm,比表面积为210m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的约83%。
实施例4
将实施例1项下水热反应后的水溶液经至少3次浓缩洗涤后,除去有机酸或其盐,得到浓度为5wt%氧化锆的水溶液,即得到纳米氧化锆的水分散液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为5wt%,折射率为1.343,所得分散液在pH=3条件下,Zeta电位值为55mv。
实施例5
制备纳米氧化锆的水分散液的方法同实施例4,区别在于所采用的是实施例2中水热反应后的溶液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为30wt%,折射率为1.386,所得分散液在pH=5条件下,Zeta电位值为34mv。
实施例6
制备纳米氧化锆的水分散液的方法同实施例4,区别在于所采用的是实施例3中水热反应后的溶液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为60wt%,折射率为1.472,所得分散液在pH=4下,Zeta电位值为25mv。
对比例1
称取1.47kg氧氯化锆和138g氯化钇溶于8kg水中,得到其混合溶液A;
将421g氢氧化钠溶于6kg水得到氢氧化钠溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合后生成沉淀,将沉淀物经多次洗涤抽滤后得到前驱体C;
向前躯体C中加入水搅拌制浆;
将上述所得浆料投入到10L反应釜中,加入乙酸270g,控制总体积在8L,于200℃下水热反应3h;
反应结束反应后将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
如图4所示,所得到的纳米氧化锆粉体的粒径约为30nm,比表面积为180m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构。
对比例2
称取1.47kg氧氯化锆和138g氯化钇溶于8kg水中,得到其混合溶液A;
将421g氢氧化钠溶于6kg水得到氢氧化钠溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合后生成沉淀,将沉淀物经多次洗涤抽滤后得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和270g乙酸,控制总体积在8L,搅拌制浆;
将上述所得浆料投入到10L反应釜中,于170℃下水热反应3h;
反应结束反应后将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
所得到的纳米氧化锆粉体的平均粒径为30nm,比表面积为177m2/g,所述纳米氧化锆粉体为单斜相晶粒结构。
对比例3
制备纳米氧化锆的水分散液的方法同实施例4,区别在于所采用的是对比例1中水热反应后的溶液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为5wt%,其折射率相对较低为1.334,所得分散液在pH=3条件下,Zeta电位值为46mv。
对比例4
制备纳米氧化锆的水分散液的方法同实施例4,区别在于所采用的是对比例1中水热反应后的溶液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为30%,其折射率相对较低为1.372,所得分散液在pH=3条件下,Zeta电位值为36mv;
对比例5
制备纳米氧化锆的水分散液的方法同实施例4,区别在于所采用的是对比例2中水热反应后的溶液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为60wt%,其折射率相对较低为1.455,所得分散液在pH=5条件下,Zeta电位值为23mv;
对比例6
制备纳米氧化锆的水分散液的方法同实施例4,区别在于所采用的是对比例2中水热反应后的溶液。
所得水分散液中纳米氧化锆的浓度为60wt%,其折射率相对较低为1.451,所得分散液在pH=5条件下,Zeta电位值为21mv。
从以上可以看到同样为5wt%的条件下,实施例4折射率为1.343,对比例3折射率为1.334,相差0.009;同样为30wt%条件下,实施例5折射率为1.386,对比例4折射率为1.372,相差0.014;同样为60wt%条件下,实施例6折射率为1.472,对比例5折射率为1.455,相差0.017,对比例6折射率为1.451,相差0.021。这是因为对比例中分散液中的氧化锆粒径较大(对比例3、4、5),晶型为单斜相(对比例6),使得制备的分散液折射率相对较低。另外虽然从数值上看折射率相差不大(0.009-0.021),但是从分散液折射率这个角度看其差别天壤之别,比如利用相差为0.01折射率的分散液分别制备增亮膜应用在显示屏上,其透光率为89%和93%,而这也正是A级屏与B级屏的区别。
Claims (13)
1.纳米氧化锆粉体,其特征在于,所述纳米氧化锆粉体的粒径为3-10nm,比表面积为200-240m2/g,所述纳米氧化锆粉体为四方相晶粒结构,且四方相晶粒结构的比例占粉体的60-95%。
2.根据权利要求1所述的纳米氧化锆粉体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将锆盐和稳定性元素盐共同溶解在水中,得到溶液A;
将碱溶解在水中,得到溶液B;
将溶液A和溶液B于搅拌下充分混合,生成有沉淀物,其中,沉淀物的质量占总混合液质量的1-40%;将沉淀物经过多次洗涤过滤后,得到前驱体C;
向前躯体C中加入水和有机酸或其盐制浆,所得浆料中的总固含量为6-20wt%;
将上述所得浆料投入到反应釜中,填充量为60-90%,于180℃-220℃下水热反应1-12h,反应后得到反应液;
将反应液直接干燥或浓缩洗涤后干燥,得到纳米氧化锆粉体。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所加入的锆盐为水溶性锆盐,选自碱式碳酸盐、碳酸盐、硝酸盐、乙酸盐、氯化物、氧氯化物中国的至少一种;所加入的稳定性元素盐为稳定性元素的氯化物或硝酸盐,其中所述稳定性元素选自铝、镁、钛和稀土类元素中的至少一种;所述碱选下氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所加入的锆盐浓度≤2mol/L,所加入的稳定性元素与锆元素的摩尔浓度比为2/98~30/70,所加入的碱的浓度为≤8mol/L。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述有机酸选自一元羧酸、多元羧酸和羟基羧酸中的至少一种,其中,所述一元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸中的至少一种,多元羧酸选自草酸、丙二酸、琥珀酸、邻苯二甲酸中的至少一种,羟基羧酸选自乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种;所述有机酸的盐为其碱金属盐,选自钾盐或钠盐。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所加入的有机酸或其盐的量为锆元素和稳定元素总和摩尔浓度的10-100%。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,当所加入的有机酸的沸点<150℃时,将反应液直接进行干燥得到纳米氧化锆粉体;当所加入的有机酸沸点>150℃时,将反应液多次浓缩洗涤后再干燥,得到纳米氧化锆粉体。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述干燥方式选自真空低温干燥、烘干和喷雾中的任意一种,所述浓缩洗涤方式选自超滤、旋蒸和陶瓷膜浓缩洗涤中的任意一种。
9.包含权利要求1所述纳米氧化锆粉体的分散液,其特征在于,所述分散液的折射率为1.343-1.472,其在pH≤7条件下具有正值Zeta电位值,所述分散液中纳米氧化锆的含量为5-60wt%。
10.根据权利要求9所述的分散液,其特征在于,所述分散液在pH≤7条件下,Zeta电位值的范围为0~60mv。
11.根据权利要求9或10所述的分散液,其特征在于,所述分散液通过将权利要求2所述的制备方法在制备过程中得到的反应液浓缩洗涤除去有机酸或其盐得到,或通过将权利要求2制备得到的纳米氧化锆粉体分散于水中得到。
12.光学膜,其特征在于,采用权利要求9-11任一项所述的包含纳米氧化锆粉体的分散液制备得到。
13.根据权利要求1所述的纳米氧化锆粉体或者权利要求9-11任一项所述的包含纳米氧化锆粉体的分散液在制备光学膜中的应用。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011320008.8A CN112429771B (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
PCT/CN2021/072367 WO2022105052A1 (zh) | 2020-11-23 | 2021-01-18 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
JP2021560553A JP7348956B2 (ja) | 2020-11-23 | 2021-01-18 | ナノ酸化ジルコニウム粉体、その調製方法及び得られる分散液、光学フィルム |
TW110120705A TW202220931A (zh) | 2020-11-23 | 2021-06-08 | 奈米氧化鋯粉體、其製備方法及所得分散液、光學膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011320008.8A CN112429771B (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112429771A true CN112429771A (zh) | 2021-03-02 |
CN112429771B CN112429771B (zh) | 2021-06-11 |
Family
ID=74693570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011320008.8A Active CN112429771B (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7348956B2 (zh) |
CN (1) | CN112429771B (zh) |
TW (1) | TW202220931A (zh) |
WO (1) | WO2022105052A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022105053A1 (zh) * | 2020-11-23 | 2022-05-27 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
CN115448361A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-12-09 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种纳米四方相氧化锆陶瓷粉体及其制备方法 |
WO2023173712A1 (zh) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 氧化锆单体型分散液及其制备方法、光学膜和显示屏 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102239116A (zh) * | 2008-12-04 | 2011-11-09 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆分散液及其制备方法以及含有该氧化锆分散液的树脂组合物 |
CN102264645A (zh) * | 2008-12-24 | 2011-11-30 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆分散液及其制造方法 |
JP2013139378A (ja) * | 2012-01-03 | 2013-07-18 | Eternal Chemical Co Ltd | 酸化ジルコニウムナノ粒子とそのヒドロゾルおよび酸化ジルコニウムナノ粒子を製造するための組成物と方法 |
CN103524128A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-01-22 | 南昌大学 | 一种高比表面积氧化钇稳定氧化锆四方相纳米粉体的制备方法 |
CN103553598A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-02-05 | 南昌大学 | 一种仿牙色氧化钇和氧化镨共稳定四方相氧化锆纳米陶瓷粉体的制备方法 |
CN105905943A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-08-31 | 太原理工大学 | 一种介孔二氧化锆纳米晶体的制备方法 |
CN106277049A (zh) * | 2015-06-08 | 2017-01-04 | 北京化工大学 | 一种透明纳米氧化锆液相分散体及其制备方法与应用 |
CN107001066A (zh) * | 2014-09-05 | 2017-08-01 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法 |
CN107032397A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-08-11 | 中科合成油技术有限公司 | 一种高比表面高纯四方相纳米氧化锆及其制备方法与在催化合成气催化转化中的应用 |
CN107915255A (zh) * | 2016-10-10 | 2018-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 纳米氧化锆的制备方法及其制备的纳米氧化锆 |
WO2020026971A1 (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 株式会社カネカ | ガーネット型複合金属酸化物及びその製造方法 |
CN111320479A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-23 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 纳米氧化锆材料、其制备方法及应用 |
CN112499678A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-16 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4619817A (en) * | 1985-03-27 | 1986-10-28 | Battelle Memorial Institute | Hydrothermal method for producing stabilized zirconia |
CN103771513B (zh) * | 2014-01-25 | 2016-02-17 | 东莞市地大纳米材料有限公司 | 一种高分散纳米氧化锆粉体的制备方法 |
JP7155749B2 (ja) | 2017-08-25 | 2022-10-19 | 堺化学工業株式会社 | 酸化ジルコニウム粒子の有機溶媒分散液 |
JP6665902B2 (ja) | 2018-08-27 | 2020-03-13 | 堺化学工業株式会社 | 酸化ジルコニウム粒子の水分散液と有機溶媒分散液の製造方法 |
CN110372397B (zh) * | 2019-08-20 | 2021-11-16 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种复合氧化锆粉体方法、及其制备方法和用途 |
-
2020
- 2020-11-23 CN CN202011320008.8A patent/CN112429771B/zh active Active
-
2021
- 2021-01-18 WO PCT/CN2021/072367 patent/WO2022105052A1/zh active Application Filing
- 2021-01-18 JP JP2021560553A patent/JP7348956B2/ja active Active
- 2021-06-08 TW TW110120705A patent/TW202220931A/zh unknown
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106268394A (zh) * | 2008-12-04 | 2017-01-04 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆分散液及其制备方法以及含有该氧化锆分散液的树脂组合物 |
CN102239116A (zh) * | 2008-12-04 | 2011-11-09 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆分散液及其制备方法以及含有该氧化锆分散液的树脂组合物 |
CN102264645A (zh) * | 2008-12-24 | 2011-11-30 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆分散液及其制造方法 |
JP2013139378A (ja) * | 2012-01-03 | 2013-07-18 | Eternal Chemical Co Ltd | 酸化ジルコニウムナノ粒子とそのヒドロゾルおよび酸化ジルコニウムナノ粒子を製造するための組成物と方法 |
CN103524128A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-01-22 | 南昌大学 | 一种高比表面积氧化钇稳定氧化锆四方相纳米粉体的制备方法 |
CN103553598A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-02-05 | 南昌大学 | 一种仿牙色氧化钇和氧化镨共稳定四方相氧化锆纳米陶瓷粉体的制备方法 |
CN107001066A (zh) * | 2014-09-05 | 2017-08-01 | 堺化学工业株式会社 | 氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法 |
CN106277049A (zh) * | 2015-06-08 | 2017-01-04 | 北京化工大学 | 一种透明纳米氧化锆液相分散体及其制备方法与应用 |
CN105905943A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-08-31 | 太原理工大学 | 一种介孔二氧化锆纳米晶体的制备方法 |
CN107915255A (zh) * | 2016-10-10 | 2018-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 纳米氧化锆的制备方法及其制备的纳米氧化锆 |
CN107032397A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-08-11 | 中科合成油技术有限公司 | 一种高比表面高纯四方相纳米氧化锆及其制备方法与在催化合成气催化转化中的应用 |
WO2020026971A1 (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 株式会社カネカ | ガーネット型複合金属酸化物及びその製造方法 |
CN111320479A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-23 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 纳米氧化锆材料、其制备方法及应用 |
CN112499678A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-16 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022105053A1 (zh) * | 2020-11-23 | 2022-05-27 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 |
WO2023173712A1 (zh) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 氧化锆单体型分散液及其制备方法、光学膜和显示屏 |
CN115448361A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-12-09 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种纳米四方相氧化锆陶瓷粉体及其制备方法 |
CN115448361B (zh) * | 2022-09-02 | 2024-02-27 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种纳米四方相氧化锆陶瓷粉体及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7348956B2 (ja) | 2023-09-21 |
WO2022105052A1 (zh) | 2022-05-27 |
TW202220931A (zh) | 2022-06-01 |
CN112429771B (zh) | 2021-06-11 |
JP2022553585A (ja) | 2022-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112429771B (zh) | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 | |
CN112499678B (zh) | 纳米氧化锆粉体、其制备方法及所得分散液、光学膜 | |
JP2783417B2 (ja) | ルチル型酸化チタンゾルの製造法 | |
CN105731527B (zh) | 纳米级氧化铟锡粉体的共沉淀制备方法 | |
JP5585812B2 (ja) | 近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体、および近赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法、並びに近赤外線遮蔽材料微粒子 | |
CN110934153B (zh) | 磷酸锆载体、磷酸锆载铜抗菌剂、磷酸锆抗菌剂及其制备方法和应用 | |
AU2011291664A1 (en) | Process for producing dispersion of particles of rutile titanium oxide | |
CN1792812A (zh) | 一种尖晶石锡酸锌纳米杆的合成方法 | |
CN106001552A (zh) | 一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法 | |
CN103570056B (zh) | 一种掺铝纳米氧化锌重包覆铝导电粉体的制备方法 | |
CN1237006C (zh) | In2O3或ITO单分散纳米粉体的水热制备方法 | |
CN107188225B (zh) | 一种掺铟锑氧化锡纳米粉体及其制备方法 | |
CN103803639B (zh) | 利用离子液体制备纳米ito粉末的方法 | |
CN104261470B (zh) | 氧化锡锑纳米粉体的制备方法 | |
CN116285422A (zh) | 一种具有透明表面的高耐候性铁红及其制备方法 | |
JP2002284527A (ja) | 酸化亜鉛微粉末の製造方法、酸化亜鉛微粉末及びそれを含む樹脂組成物 | |
JP2009274897A (ja) | 酸化ジルコニウム水和物粒子及びそれを用いた分散体と分散膜 | |
CN105271350A (zh) | 一种小颗粒氧化钇的制备方法 | |
CN1141341C (zh) | 氧化物纳米粉体表面处理改性方法 | |
CN105419795B (zh) | 一种掺杂镨或镨锌的钛酸锶纳米红色荧光粉体及制备方法 | |
JP6665901B2 (ja) | 酸化ジルコニウム粒子の水分散液と有機溶媒分散液の製造方法 | |
JP6665900B2 (ja) | 酸化ジルコニウム粒子の水分散液と有機溶媒分散液の製造方法 | |
JPH06227815A (ja) | 導電性微粉末の製造方法 | |
JPH11322336A (ja) | 酸化錫粉末の製造方法 | |
CN115818740B (zh) | 一种二氧化钌纳米粉体的合成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |